化学工艺学-1概论精要.ppt

第一章 概论 主要内容 1.1 化学工业的分类及特征 1.1 化学工业的分类及特征 1.1 化学工业的分类及特征 1.1 化学工业的分类及特征 主要内容 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.2 化工原料、产品及其工艺 主要内容 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 连续过程的物料衡算 一般表示式为： 系统中积累 = 输入 – 输出 + 生成 – 消耗 稳态过程时 输入 = 输出 – 生成 + 消耗 无化学反应的稳态过程 输入 = 输出 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 1.3 化工工艺计算 例1-5 甲烷在连续式反应器中空气氧化生产甲醛，副反应是甲烷完全氧化生成CO2和H2O。 以100mol进反应器的甲烷为基准，物料流程如图1-15所示。假定反应在足够低的压力下进行，气体便可看作理想气体。甲烷于25℃进反应器，空气于100℃进反应器，如要保持出口产物为150℃，需从反应器取走多少热量？ 解 物料衡算基准：100mol进料中的CH4。衡算结果如图所示。 各组分单位进料（25℃）的焓值 （1）25℃下进料甲烷的焓 查手册得生成热 则 能量衡算：取25℃时生成各个反应物和产物的各种原子（即C、O、H）为基准，非反应物质N2也取25℃为基准（因25℃是气体平均摩尔热容的参考温度）。各焓值计算如下。 （2） 查手册得 （3） 查手册得 各组分单位出料的焓值 （1） 查手册得 （2） 查手册得 （3） 查手册得 （4） 查手册得 （5） 查手册得 （6） 查手册得 -114.76 -388.56 -237.56 30 10 50 HCHO CO2 H2O -69.95 3.758 3.655 60 50 376 -74.85 2.235 2.187 100 100 376 CH4 O2 N2 H出(kJ/mol) n出(mol) 物料 H出(kJ/mol) n出(mol) H进(kJ/mol) n进(mol) 物料 进出口焓值 将以上结果填入进出口焓表中。 糠醛和糠醇的生产 乙醇的生产 1.1 化学工业的分类及特征 1.2 化工原料、产品及其工艺 1.3 化工工艺计算 对于稳定的连续流动系统过程，无物料的积累，再若过程中无物料的损失，则输入的总物料量 等于输出的总物料量 ，即 1.3.1 物料衡算 物料衡算的依据是质量守恒定律： 进入系统的物料量 = 离开系统的物料量 + 系统内物料积累量 （1）必须选择某一物料的数量作为计算的依据，称为物料衡算的基准。 （2）所选组分往往是不发生变化的惰性物料。对于发生复杂化学反应的过程，最好选用元素的物质的量（如kmol）。 （3）在一个系统中进行各设备的物料衡算时，应采用同一个基准，以避免发生计算错误。 在进行物料衡算时应注意的问题： 1.3.1 物料衡算（物理变化过程） 总物料衡算式